探究垃圾焚烧发电厂烟气污染控制及防治策略
2016-03-15刘峥新疆天富垃圾焚烧发电项目部新疆石河子832000
刘峥(新疆天富垃圾焚烧发电项目部, 新疆 石河子 832000)
探究垃圾焚烧发电厂烟气污染控制及防治策略
刘峥(新疆天富垃圾焚烧发电项目部, 新疆 石河子 832000)
焚烧垃圾将带来二次污染,尤其是烟气里面存在的二噁英,属于一种剧毒物质,因此导致垃圾焚烧发电项目受到社会各界的质疑。本文主要分析了垃圾焚烧发电延期控制与防治策略,希望能够为有效防控烟气提供一些建议。
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焚烧垃圾产生的烟气中含有二噁英,这是一种剧毒物质,能够对生态环境以及人体健康产生很大的影响,所以,这就会令垃圾焚烧发电项目不被社会各界认可,或多或少存在疑虑。基于此,笔者根据自己多年来的工作经验,对焚烧烟气控制与防治策略进行探讨,希望能够与业界同仁一起学习,起到抛砖引玉的作用。
1 抑制烟气污染物产生
使用哪一种焚烧炉和垃圾特性有关系,当前,业界应用最为广泛的焚烧炉主要包括两种:机械炉排炉和循环流化床锅炉。
对于前者来说,其运行经验非常成熟,具有相对较高的燃烧效率,同时具有良好的垃圾减容效果,对那些焚烧热值偏大的垃圾较为适合,因此,属于大型垃圾焚烧厂的理想选型。然而,这种类型初期投资成本相对较高,同时炉温受垃圾热值的改变震荡幅度偏大,很难有效控制燃烧条件,燃烧的时候形成的二噁英无法充分确保彻底分解,因此,一定要配置齐全的烟气净化设备。
对于后者来说,其具有良好的适应性,负荷调节区间较宽,床内颗粒扰动剧烈,传热传质优良,为低热值高水分的垃圾燃料创造了非常理想的条件,另外,燃料在床内停留时间较长,这就使得燃烧非常充分,降低了烟气的形成,是一些中型垃圾处理厂常用的设备。然而,流化床对入炉垃圾质量与颗粒具有非常严格的要求,首先,一定要对垃圾进行预处理,同时,要想燃烧稳定,往往必须添加一些辅助燃料等,从而使运行成本有所提高。
在此背景下,为防止烟气污染物的形成,业界推出了控气型锅炉。根据控制燃烧理论可知,垃圾在中温厌氧条件下,能够被分解,产生可燃性气体,在此基础上,在高温室被完全燃烧,然后利用余热锅炉对热量进行回收利用,在这里,深圳市最早将该锅炉应用到实践中。其一燃室是垃圾热分解,缺氧条件,温度条件保持 700 ℃之下,使垃圾缓慢分解,Cu、Al、Fe等很难氧化,分解之后产生的可燃气体引入二燃室燃烧,温度在1000℃以上,烟气停留时间超过 2 s,能够充分确保毒害气体充分焚烧,保证二噁英分解彻底。二燃室是气体燃烧,杜绝了残碳的存在,对毒害气体二噁英的形成条件进行了有效控制。烟尘形成量非常少,因此,无须配备非常庞大的除尘净化设备,就能够达到烟气排放标准要求,只有当含氯塑料过多的时候才造成HCl 超标,此时,应当增添相应的碱洗设备。
该设备防止了二噁英形成的有关条件。按照日本某企业的研究,应用该种设备,由于它的一燃室为还原气,因此,二氧化硫、氮氧化合物浓度非常低,二燃室为高温燃烧,一氧化碳浓度几乎为 0,所以,二噁英含量非常低。
该种设备是由欧美人设计,其用来焚烧分类后的有机垃圾,形成可燃气体多,发热量高,焚烧后灰渣热灼减率合格,适合于发达国家应用。国内很少区域推行生活垃圾分类处理,其中含有诸多成分,同时具有大量水分,无法满足700 ℃缺氧燃烧条件,唯有通过增加喷油量来进行助燃,于是致使成本有所提高。现阶段,我国仅仅在规模较小的垃圾处理厂示范使用。伴随经济状况的改善以及垃圾分类制度的不断优化,相信该设备肯定会有很大的发展潜力。
优化焚烧炉、增加一次风温度、添入辅助燃料等方法均能够提高垃圾燃烧。为减少污染,某发电厂做出了改善,一次进风温度从普通的220 ℃增加至280℃,然后把炉排从普通的10.5米增加到14.5米,然后将“剪切刀”设置于炉排上,主要负责破碎大块垃圾与“捅火”。添入辅助燃料,能够改善垃圾燃烧性能,然而却会使成本有所提升。
2 烟气净化
这属于有效控制烟气污染的重中之重。当前,一般应用“烟气冷却 + 石灰中和+活性炭吸附 + 袋式除尘器”的工艺来进行,以此方法对烟气进行净化。
在减温塔中将烟气冷却。余热锅炉出来的烟气,在该设备之中迅速降低到170~180 ℃范围内,而避开了二噁英形成温度 250~300 ℃。此外,在其中添加脱酸剂 CaO,以此来将其中的酸性气体中和。
在除尘器与减温反应塔两者中间,将活性炭利用混粉器添加进去,以吸附二噁英与重金属等毒害物。
除尘器属于其中的末端设备,国标明确指出,生活垃圾一定要使用袋式除尘器,其一方面能够收捕普通颗粒物,另一方面还可以对挥发性重金属等进行收捕,并且对活性炭等吸附二噁英等进行收捕。运行过程中使其入口烟气温度保持在 200℃以下,对重金属与有机类污染物的脱除非常有利。
为防止二次污染物的形成,一定要配备成本较高的尾气处理设备,这会使垃圾焚烧电厂运行与投资成本高的问题尤其突出,此外,应用之后的活性炭属于不可再生的,于是变成了新的毒害物质,是今后必须解决的问题。
3 结语
综上所述,为防止毒害气体的形成,必须选择合适的炉型,不断完善烟气净化工艺与设施,确保设备正常运行,烟气净化过程中,利用“温度控制”来避免形成二噁英,通过添加脱酸剂 CaO来中和酸性气体。
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[2]范海燕,刘建忠,顾震宇,韦彦斐,金均,金瑞奔,朱虹,周荣.生活垃圾焚烧厂脱硝技术探讨[J].工业锅炉,2011,(03).